Bron: Science Daily | Methode: Herschreven
Origineel: “A hidden mechanism changes what we know about cell division”
Researchers discovered that a long-misunderstood protein plays a key role in helping chromosomes latch onto the right “tracks” during cell division. Instead of acting like a motor, it works more like a stabilizer that sets everything up correctly from the…
Wetenschappers van het Ruđer Bošković Instituut in Zagreb hebben een baanbrekende ontdekking gedaan die twintig jaar wetenschappelijk onderwijs over celdeling op zijn kop zet. Hun onderzoek naar het proteïne CENP-E, gepubliceerd in Nature Communications, toont aan dat dit cruciale eiwit niet werkt zoals jarenlang werd aangenomen – een vondst met verstrekkende gevolgen voor kankeronderzoek.
**Van motor naar stabilisator**
Decennialang beschouwden biologen CENP-E als een soort motor die verdwaalde chromosomen naar hun juiste positie sleepte tijdens celdeling. “CENP-E is niet de motor die chromosomen naar het centrum trekt,” verduidelijkt hoofdonderzoeker Dr. Kruno Vukušić. “Het is de factor die ervoor zorgt dat ze überhaupt correct kunnen aanhechten. Zonder die initiële stabilisatie komt het systeem tot stilstand.”
Het onderzoek, geleid door Dr. Vukušić en Professor Iva Tolić van het Laboratory for Cell Biophysics, presenteert een radicaal andere verklaring. In plaats van als spier te fungeren, blijkt CENP-E een cruciale regulator die op het juiste moment activeert om alles op zijn plaats te laten vallen.
**Precisie onder druk**
Elke seconde vinden er ontelbare celdelingen plaats in het menselijk lichaam, waarbij telkens drie miljard DNA-letters gedupliceerd en perfect verdeeld moeten worden over twee dochtercellen. Deze precisie is levensnoodzakelijk: al één verkeerd geplaatst chromosoom kan ontwikkelingsstoornissen, onvruchtbaarheid of kanker veroorzaken.
Professor Tolić, erkend wereldexpert in celbiofysica en houder van twee prestigieuze ERC-beurzen, vergelijkt het proces met een drukke stad tijdens de spits. “Miljoenen voertuigen vullen talloze kruispunten, en één fout kan de hele verkeersstroom blokkeren. Chromosomen gedragen zich als treinen die DNA-vracht vervoeren, terwijl microtubuli de rails vormen die hen begeleiden.”
**Het echte verhaal achter chromosoombeweging**
De nieuwe bevindingen onthullen dat CENP-E niet de locomotief is, maar eerder de koppeling die de verbinding tussen chromosoom en microtubulus beveiligt. Wanneer deze koppeling zwak is of ontbreekt, blijven de chromosomen vastzitten aan de randen van de cel.
Een begeleidend onderzoek toonde bovendien aan dat centromeren – kleine structuren op chromosomen waarvan eerder werd gedacht dat ze onafhankelijk werkten – een leidende rol spelen bij het sturen van CENP-E tijdens het delingsproces.
**Aurora kinases: de verkeersregelaars**
Waarom pauzeren sommige chromosomen aan de celranden? Het antwoord ligt bij Aurora kinases, een groep proteïnen die fungeren als strikte verkeerslichten. Ze genereren krachtige “rode” signalen die voorkomen dat chromosomen verkeerde vroege verbindingen maken.
Dit systeem beschermt tegen fouten nabij de celpolen, maar kan chromosomen ook te agressief tegenhouden. CENP-E herstelt de balans door deze signalen aan te passen, zodat de eerste juiste verbindingen kunnen ontstaan. “Het gaat niet om brute kracht,” legt Tolić uit. “Het draait om het creëren van de voorwaarden waaronder het systeem soepel kan draaien.”
**Revolutie in het leerboek**
Deze ontdekking vervangt een kracht-gebaseerde verklaring door een model gericht op regulatie en timing. “Congression, de uitlijning van chromosomen, is intrinsiek verbonden met bioriëntatie,” zegt Tolić. “Wat we aantonen is dat CENP-E niet significant bijdraagt aan de beweging zelf. Zijn cruciale rol is het stabiliseren van end-on aanhechtingen aan het begin.”
**Implicaties voor de volksgezondheid**
Voor buitenstaanders lijkt het onderscheid misschien klein, maar in de celbiologie kunnen kleine verschuivingen grote waarheden onthullen. Fouten in chromosoomverdeling zijn een kenmerk van kanker. Tumorcellen vertonen vaak gedupliceerde of ontbrekende chromosoomsegmenten, afwijkingen die vaak teruggaan op fouten in het aanhechtingsproces.
Door te demonstreren dat CENP-E de vroegste aanhechtingen reguleert en deze regulatie te koppelen aan Aurora kinase-activiteit, hebben de Kroatische onderzoekers twee processen verbonden die eerder als gescheiden werden beschouwd. Deze verbinding legt een potentieel zwak punt in delende cellen bloot en kan de weg wijzen naar therapieën die gevaarlijke delingen corrigeren of vertragen.
“Dit gaat niet alleen om het herschrijven van een model,” benadrukt Vukušić. “Het identificeert een mechanisme dat direct verbonden is met ziekte. Dat opent deuren voor diagnostiek en nieuwe therapieën.”
**Europese samenwerking**
Het onderzoek werd mogelijk gemaakt door significante competitieve financiering, waaronder de Synergy Grant van de Europese Onderzoeksraad, de Kroatische Wetenschapsstichting en bilaterale Zwitsers-Kroatische projecten. Het werk steunde ook op geavanceerde computerbronnen van het SRCE-centrum van de Universiteit van Zagreb.
**Toekomstperspectief**
Door de rol van CENP-E te herinterpreteren en te koppelen aan andere cellulaire regulatoren, heeft het team helderheid gebracht in een proces dat onder immense druk opereert. “Door te onthullen hoe deze microscopische regulatoren samenwerken,” concludeert Tolić, “verdiepen we niet alleen ons begrip van de biologie, maar komen we ook dichter bij het corrigeren van de fouten die ten grondslag liggen aan ziekten.”
Deze doorbraak bevestigt opnieuw het belang van fundamenteel onderzoek: wat begint als een vraag over cellulaire mechanismen, kan uiteindelijk leiden tot nieuwe behandelingen voor levensbedreigende ziekten zoals kanker.